JP4665210B2 - 帯電防止性ポリオレフィンフィルム - Google Patents
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
即ち本発明は、下記一般式(A)で表される少なくとも1種の3級アミン1モルに、直鎖又は分岐鎖を有する炭素数8〜22の脂肪酸及び/又はその脂肪酸誘導体0.8モル〜1.5モルを反応させて得られるアミンエステル化合物よりなり、該アミンエステル化合物の10重量%以上は、R1が2価以上の不飽和結合を有する3級アミンのエステル化合物であることを特徴とする、帯電防止剤である。
また本発明は、かかる帯電防止剤をポリオレフィン樹脂に対し0.1〜2.0重量%含有することを特徴とする、ポリオレフィン樹脂組成物にも関する。
さらに本発明は、前述のポリオレフィン樹脂組成物からなるポリオレフィンフィルム、特にその中で、少なくとも一方の表面が、有機溶剤系インキ及び/又は水系インキで印刷されているところのポリオレフィンフィルムにもまた関する。
この効果発現の機構については明確に究明できてはいないが、印刷適性の向上、即ち印刷インキのフィルム表面への転移性は、有機溶剤系インキ又は水系インキ中の溶媒(ビヒクルも含む)とフィルム表面間の界面張力、及びインキ中に含まれる色料(顔料・染料)の濡れ性に大きく起因していると推測される。つまり、本発明の帯電防止剤は、フィルム表面にブリードアウトすると、その構造中の不飽和結合によりインキ中の溶媒とフィルム表面間の界面張力を大きく低下させ、同時にフィルムに対する色料の濡れ性を大きく向上させることにより、上記の効果を奏するものと推測される。
本発明のアミンエステル化合物は、疎水基が2価以上の不飽和結合を有する3級アミンを10重量%以上含有するところの上記一般式(A)で表される3級アミンの1種または2種以上の1モルに対して直鎖又は分岐鎖を有する炭素数8〜22の脂肪酸及び/又は脂肪酸誘導体を0.8モル〜1.5モル反応させたものである。
反応後に得られる本発明のアミンエステル化合物は、R1が炭素数8〜22のアルキル基、アルケニル基である場合、一般式として、例えば以下(A−1)、(A−2)、(A−3)のように与えられる。
R1がヒドロキシアルキル基、ヒドロキシアルケニル基である場合には、反応後に得られる本発明のアミンエステル化合物の中には、R1中のヒドロキシ基にエチレンオキサイドが付加した構造の化合物も含まれ得る。
エステル化合物が得られる。
ケニル基、ヒドロキシアルキル基もしくはヒドロキシアルケニル基、又は2価以上の不飽和結合を有する基であって油脂を加水分解して得られる脂肪酸残基である。アルキル基、アルケニル基、ヒドロキシアルキル基、ヒドロキシアルケニル基のうち、好ましくは直鎖のアルケニル基である。
また、ここでいうところの油脂を加水分解して得られる脂肪酸残基とは、油脂を加水分解して得られる脂肪酸:R 1 −COOHからカルボキシル基を除いた炭化水素基を指す。
R1の炭素数は8〜22であるが、好ましくは12〜18である。炭素数が8より小さ
いとフィルムがブロッキングし易くなり、逆に22を超えると経時によるブリード白化が生じ、透明性を損なう恐れがある。
本発明に係わるアミンエステル化合物は、R1が2価以上の不飽和結合を有する基であ
る3級アミンのエステル化合物を全アミンエステル化合物に対し10重量%以上含有するが、好ましくは20.0重量%以上含有する。2価以上の不飽和結合を有する3級アミン
の割合に上限はないが、10重量%未満ではインキ転移性が低下する。
一般式(A)の3級アミンにおける不飽和結合を有する基R1の不飽和結合価数は2以
上であり、上限は特にないが、2未満のもののみ(価数1のもの、飽和結合のみのもの)では、印刷インキの転移性が低下する。
(1)油脂(加水分解)→R1−COOH
(2)R1−COOH+NH3→R1−COONH4
(3)R1−COONH4(加熱)→R1−CONH2+H2O
(4)2R1−CONH2(触媒加熱)→R1−COONH4+R1−C≡N
(5)R1−C≡N+2H2→R1−NH2(1級アミン)
(6)R1−NH2(EO付加)→一般式(A)
この場合、出発原料は油脂になる為、油脂の種類によって一般式(A)におけるR1の不飽和結合価数及び炭素数も異なる。又油脂を構成する不飽和結合価数及び炭素数は一般的に複数の混在物である。
油脂としては、アーモンドナッツ油、アプリコット核油、アボガド油、アマニ油、いちい種子油、うめ種子油、オリーブ油、オレンジ種子油、カシューナッツ油、かぼちゃ種子油、キャッサバ種子油、クルミナッツ油、けし油、小麦胚芽油、米ぬか油、ごま油、ゴム核油、ゴレンジ種子油、サフラワー油、すいか種子油、スダチ種子油、大豆油、茶種子油、月見草種子油、ツンブ核油、コーン油、トマト種子油、菜種油、パームオレイン油、ひまわり油、綿実油、落花生油等の植物油脂、又はアヒル、鶏、豚等の動物油脂等が具体的に挙げられる。
アヒル、鶏、豚等の動物油脂等も特別な蒸留、精製等で2価以上の不飽和結合を有する基をもつ1級アミンを多量に得ることはできるが、工業的な経済性を考慮すると2価以上の不飽和結合を豊富に有する植物油脂が好ましく、特に大豆油、ひまわり油、菜種油、綿実油、落花生油が好ましい。
脂肪酸及び脂肪酸誘導体の炭素数は8〜22であるが、好ましくは12〜18が良い。炭素数が8より小さいとフィルムがブロッキングし易くなり、逆に炭素数が22を超えると経時によるブリード白化が生じ、透明性を損なってしまう恐れがある。
具体的にはラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、ベヘニン酸、イソステアリン酸、ラウリン酸メチルエステル、ステアリン酸エチルエステル等が挙げられ、これらは単独でも2種以上を併用しても良いが、工業的な経済性を考慮するとラウリン酸、ステアリン酸が好ましい。
具体的には、グリセリンモノステアレート、グリセリンモノオレート、ポリグリセリンモノステアレート、ポリグリセリンモノオレート、ソルビタンモノオレート、ソルビタンモノエルケート、ポリオキシエチレングリセリンモノオレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレート、ポリエチレングリコールモノオレート、ポリプロピレングリコールモノオレート、ポリオキシエチレンオレイルアルコールエーテル、N,N−ジエタノールラウリルアミン、N,N−ジエタノールステアリルアミン、オレイン酸ジエタノールアミド等が挙げられる。これらは単独でも2種以上を併用しても良い。
インキに使用される樹脂バインダーとしては、スチレン−アクリル酸系、スチレン−マレイン酸系等のアクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ロジン変性樹脂等で安定なインキと製造できるものであれば良く、単独又は併用して用いることができる。その他添加剤としてワックス類、消泡剤、分散剤等を使用しても良い。又印刷時のインキの粘度調整として有機溶剤系インキには上記溶剤、及び水系インキには水、アルコール類を併用した希釈剤を使用しても良い。
而して、本発明の帯電防止剤がポリオレフィンフィルムに含まれる場合、上述したようなインキ中の溶媒とフィルム表面間の界面張力が大きく低下し、同時にフィルムに対する色料の濡れ性は大きく向上する。この傾向は、本発明の帯電防止剤の構造中の不飽和結合の価数が1価よりも2価、3価と価数が大きくなるにつれて、又より高い価数のものの比率が高くなるにつれて顕著になり、更に有機溶剤インキよりも表面張力の大きい水性インキの方に効果が現れやすい。
<1>分析方法
本発明のアミンエステル化合物を合成する前に、油脂より誘導された1級アミンの一般式(A)にいうR1の組成分析をガスクロマトグラフィー(GC)により具体的に下記の方法によって実施した。
カラム:20%DEGS/UniportB(60〜80メッシュ、3m×3m)
カラム温度:200℃、注入口温度280℃
検出器:FID.
前処理:1級アミンを蟻酸とホルムアルデヒドにて過熱反応させる。
上記条件にて測定を行い、検出ピークの面積比によって組成比を算出した。実施例及び比較例で使用した1級アミンの組成比を表1に示した。
<2>アミンエステル化合物の合成
ガラス製オートクレーブ中に、大豆油より誘導した1級アミン1モルを仕込み、N2置換を行い、さらに、155℃、2時間にてエチレンオキサイド2.0モルを付加し、その後、得られた化合物1.0モルにラウリン酸0.8モルを反応させ、N2ガスを導入しつつ、160℃に昇温して4時間エステル化を行ない、本発明のアミンエステル化合物Aを合成した。得られたアミンエステル化合物Aを後記のテストに供する。
アミンエステル化合物Aと同様にアミンエステル化合物B〜E及び比較アミンエステル化合物A' 、B'の合成を表2に示した処方により実施した。得られたアミンエステル化合物B〜E及び比較アミンエステル化合物A' 、B'についても、後記のテストに供する。
ガラス製オートクレーブ中に、大豆油脂より誘導した1級アミン1モルを仕込み、N2置換を行い、さらにエチレンオキサイド2.0モルを155℃、2時間にて付加して本発明以外の帯電防止剤(1)を合成した。得られた帯電防止剤(1)を後記のテストに供する。
ガラス製オートクレーブ中に、グリセリン1モルと工業用ステアリン酸を1.3モルを仕込み、N2ガスを導入すると同時に塩基性触媒下200℃に昇温して5時間エステル化を行ない、グリセリンステアリン酸エステルを得た。得られたグリセリンステアリン酸エステルを分子蒸留法によりジエステル分を除去し、モノエステル含有量が95%のグリセリンモノステアリン酸エステルである本発明以外の帯電防止剤(2)を合成し、これを後記のテストに供する。
<4>帯電防止剤の配合比
<5>評価フィルムの作製
<6>評価方法
(1)ブリード白化、透明性評価
コロナ放電処理したフィルムから試験片を切り出し、温度23℃相対湿度50%の恒温恒湿条件下に14日間放置したのち、HAZE測定装置(TC-HIIIDPK:東京電色製)にてHAZE値を測定した。数値が小さい程、透明性が優れていることを示す。HAZE(%)は以下の基準で評価した。
2% 以下 ・・・ ◎(優)
2%〜3% ・・・ ○(良)
3%〜5% ・・・ △(可)
5% 以上 ・・・ ×(不良)
コロナ放電処理した印刷前のフィルムから所定の試験片を調整し、JIS−K−6911に準じ、試験片のコロナ放電処理面の表面固有抵抗値(超絶縁計P−616:川口電気製作所製)を測定した。数値が小さい程、帯電防止性が優れていることを示す。表面固有抵抗値(Ω)は以下の基準で評価した。
11 以下 ・・・ ◎(優)
11〜12 ・・・ ○(良)
12〜13 ・・・ △(可)
13 以上 ・・・ ×(不良)
フィルムのコロナ放電処理面にグラビア印刷機を用いて、有機溶剤系インキ及び水系インキを印刷しフィルム表面とのインキ転移性を評価した。
転移性評価は印刷表面を光学顕微鏡にて観察し、以下の基準でハジキ・インキの転移量を評価した。
◎ : ハジキがまったく見られず、インキの転移量も多い
○ : 殆どハジキが見られず、多少インキの転写量も多い
△ : 多少ハジキが見られ、インキの転写量は普通
× : ハジキが多く、インキの転写量も少ない
××: 非常にハジキが多く、インキの転写量も少ない
有機溶剤系インキとして東洋インキ製造(株)製「LPスーパー」を専用の希釈溶剤を用いて固形分濃度20〜30重量%に希釈したものを使用した。
水系インキとして東洋インキ製造(株)製「アクワエコール」を専用の希釈溶剤を用いて固形分濃度20〜30重量%、アルコール濃度30%以下に希釈したものを使用した。
Claims (7)
- 下記一般式(A)で表される少なくとも1種の3級アミン1モルに、直鎖又は分岐鎖を有する炭素数8〜22の脂肪酸及び/又はその脂肪酸誘導体0.8モル〜1.5モルを反応させて得られるアミンエステル化合物よりなり、該アミンエステル化合物の10重量%以上は、R1が2価以上の不飽和結合を有する基である3級アミンのエステル化合物である
ことを特徴とする、帯電防止剤。
シアルキル基もしくはヒドロキシアルケニル基、又は2価以上の不飽和結合を有する基であって油脂を加水分解して得られる脂肪酸残基であり、m及びnは1又は2の整数であり、且つ、m+nは2又は3である。) - アミンエステル化合物の20重量%以上は、一般式(A)におけるR1が2価以上の不飽
和結合を有する3級アミンのエステル化合物であることを特徴とする、請求項1記載の帯電防止剤。 - 一般式(A)で表される3級アミンが植物油脂から誘導されたものであることを特徴とす
る、請求項1または2に記載の帯電防止剤。 - 植物油脂が、大豆油、ひまわり油、菜種油、綿実油及び落花生油からなる群から選ばれる1種または2種以上であることを特徴とする、請求項3記載の帯電防止剤。
- 請求項1〜4のいずれか1項記載の帯電防止剤をポリオレフィン樹脂に対し0.1〜2.0重量%含有することを特徴とする、ポリオレフィン樹脂組成物。
- 請求項5記載のポリオレフィン樹脂組成物からなるポリオレフィンフィルム。
- 請求項5記載のポリオレフィン樹脂組成物からなるポリオレフィンフィルムであって、その少なくとも一方の表面が、有機溶剤系インキ及び/又は水系インキで印刷されているポリオレフィンフィルム。
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